一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜及其制備方法和應(yīng)用。所述的凝膠保鮮膜由含羧基或胺基的功能性單體、無機(jī)納米粉體、生物可降解天然高分子、含鈣離子鹽、無機(jī)抗菌劑和氧化還原劑在水溶液中聚合而成，通過利用凝膠三維網(wǎng)絡(luò)孔洞結(jié)構(gòu)自發(fā)調(diào)節(jié)膜內(nèi)氣體成分，以及采用的天然高分子具有來源廣泛、生物可降解、成膜性好等特點(diǎn)，和無機(jī)抗菌劑的高抗菌性，避免了傳統(tǒng)保鮮膜的高污染、短貯存期、高成本、難回收和復(fù)雜工藝等不足，并可部分替代紙殼、吸水海綿、冰塊或塑料等保鮮材料。本發(fā)明的制備方法操作簡便，易規(guī)模化生產(chǎn)，保鮮時(shí)間長，通透性好，可有效減緩食品腐爛速度，從而應(yīng)用于食品果蔬運(yùn)輸、儲(chǔ)存、配送、裝卸、保管和食用期間的保鮮。
【專利說明】
一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及食品安全和保鮮、高分子材料和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，食品安全和食品保鮮問題越來越受到重視。在食品生產(chǎn)過程中，包裝材料或支撐材料的性能往往對食品的保質(zhì)期有著較大影響。在我國現(xiàn)有的包裝膜中，絕大多數(shù)是由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚酯等材料加工而成，這些制品質(zhì)優(yōu)、量輕加工方便、成本低，然而由于含有可能致癌的鄰苯二甲酸鹽和己二酸二(2-乙基)己酯(DEHA)等化學(xué)物質(zhì)，以及不可被自然環(huán)境降解而造成環(huán)境污染、農(nóng)作物減產(chǎn)、牲畜死亡等現(xiàn)象，對人們的生活和身體健康造成了不利的影響。
[0003]國外的抗菌保鮮膜研究始于20世紀(jì)80年代。在抗菌食品保鮮膜的研究方面，日本是最活躍的國家。日本在20世紀(jì)90年代末就已經(jīng)開發(fā)出幾十種保鮮膜，并用于果蔬保鮮中，且取得了良好的效果。我國在20世紀(jì)90年代開始?xì)庹{(diào)、抗菌等功能食品保鮮膜的研究，目前已研制出納米防霉保鮮膜、納米保鮮膜等多種抗菌保鮮膜、抗菌食品保鮮膜的研究與應(yīng)用開發(fā)已成為當(dāng)前材料科學(xué)發(fā)展的前沿和熱點(diǎn)，抗菌食品保鮮膜必將逐漸實(shí)現(xiàn)功能的多樣化和性能改善的多指標(biāo)化。
[0004]目前，常用的果蔬保鮮方法主要有冷凍冷藏保鮮法、氣調(diào)保鮮法、輻射保鮮法和普通保鮮膜保鮮法、滲透處理、人工合成化學(xué)殺菌劑處理、低壓和熱處理等。低溫冷藏保鮮法依靠低溫減緩果蔬的呼吸作用，減少能量消耗，抑制微生物繁殖，延緩果蔬的腐敗速度，達(dá)到保鮮效果。但因受地理位置的限制，如果儲(chǔ)存時(shí)間較長，果蔬會(huì)出現(xiàn)凍結(jié)燒傷現(xiàn)象，從而使果蔬色澤變化，品質(zhì)降低，因此限制了其應(yīng)用。氣調(diào)保鮮法通過控制貯藏環(huán)境中O2和CO2的體積比、乙烯濃度以及溫濕度等條件，抑制果蔬的呼吸作用，延緩其新陳代謝的速度，從而延長果蔬的保鮮期，但需使用高純度惰性氣體，成本較高。輻射保鮮法是一種利用射線輻照果蔬，抑制微生物的生長和繁殖，延緩果蔬的新陳代謝，從而延長其貯存期的一項(xiàng)保鮮技術(shù)，但該保鮮法對輻射的計(jì)量要求非常嚴(yán)格，設(shè)備儀器昂貴，且操作難度較大，因此，其應(yīng)用受到較大限制。
[0005]另一方面，夏天買水果或海鮮時(shí)，水果或海鮮下面放紙殼、吸水海綿或冰塊等，如用紙殼保鮮時(shí)，多加水但實(shí)際導(dǎo)致重量增加，而我們要用凝膠作為替代品，凝膠具有極大的吸水性，凝膠吸走大部分水，既能保證食品的重量不增加，又能使其保鮮時(shí)間增加。
[0006]中國專利CN104231297A公開了一種海藻酸鈉保鮮膜，其特征在于，該保鮮膜由海藻酸鈉、甘油及食用有機(jī)鈣制備而成。中國專利CN104309903A公開了一種了用于果蔬短期儲(chǔ)存的保鮮膜的制備方法及其制備，該膜對包覆其中的乙烯氣體具有足夠的吸附能力，且不會(huì)因在正?？諝鈼l件下出現(xiàn)明顯衰減，有減緩了使用該保鮮膜包覆的果蔬成熟腐爛的速度，延長了果蔬腐爛的時(shí)間，保證果蔬的保鮮又避免成熟果蔬的腐爛，添加催化劑，促成膜體表面微發(fā)泡，保證果蔬的保鮮又避免乙烯氣體聚集導(dǎo)致果蔬成熟腐爛。
[0007]傳統(tǒng)的保鮮膜制備方法一般難度大，成本高，有些化學(xué)保鮮劑甚至還會(huì)危害人體健康。一些PVC保鮮膜包裹一碟生或熟的食物，食物中很大面積會(huì)和柔軟的保鮮膜緊貼，保鮮膜中的氯乙烯單體含量比較高，容易釋放出來，并且在制膜過程中加入的增塑劑DEHA和色素，經(jīng)長時(shí)間與食物直接接觸，更容易滲入食物中，進(jìn)入人體危害健康，特別是經(jīng)過微波等加熱或者低溫冷凍后，更會(huì)加速這個(gè)過程的進(jìn)行。由于受到諸多不利因素的限制，人們開始尋求一些無毒、簡單、高效的保鮮方法。
[0008]水凝膠是一類具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物，在水中能夠吸收大量水分而溶脹，并在溶脹之后能夠繼續(xù)保持其原有結(jié)構(gòu)而不被溶解。為解決上述問題，本發(fā)明將無毒害可降解的高分子軟濕凝膠制成保鮮膜，利用其三維網(wǎng)絡(luò)孔洞結(jié)構(gòu)自發(fā)調(diào)節(jié)膜內(nèi)氣體成分，達(dá)到延長貯藏期的目的，因而在呼吸強(qiáng)度大或?qū)Χ趸济舾械墓邭庹{(diào)保鮮方面顯示出獨(dú)特的保鮮效果。此外，加入的絲素、蛋白質(zhì)、纖維素天然高分子聚合物，其具有來源廣泛、成膜性好等特點(diǎn)，且加入的無機(jī)抗菌劑進(jìn)行了改性，增強(qiáng)了表面活性，從而提高了抗菌性能。該方法操作簡單、無毒、成本低，并且具有抗菌性，能夠高效降解，這將成為食品保鮮領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的凝膠保鮮膜含有無機(jī)抗菌劑，具有抗菌性；引入了生物降解高分子，具有環(huán)境友好性;凝膠保鮮膜具有三維網(wǎng)絡(luò)和多孔結(jié)構(gòu)，可自發(fā)調(diào)節(jié)氣體含量，且含有一定水分，可達(dá)到高度保鮮的目的;凝膠保鮮膜有一定韌性和彈性，耐撕裂，避免了搬運(yùn)過程中的損傷;凝膠保鮮膜制備和使用過程綠色安全，既降低了保鮮膜的制備成本，又解決了環(huán)境污染，具有良好的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，可部分替代紙殼、吸水海綿、冰塊或塑料等保鮮材料。
[0010]本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0011]—種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜由含羧基或胺基的功能性單體、無機(jī)納米粉體、生物可降解天然高分子、含鈣離子鹽、無機(jī)抗菌劑和氧化還原劑在水溶液中聚合而成，所述的凝膠膜質(zhì)量百分比為:含羧基或胺基的功能性單體:5-10%，無機(jī)納米粉體:0-1%，生物可降解天然高分子:0-5 %，含鈣離子鹽:0-1 %，無機(jī)抗菌劑:0-1 %，氧化還原劑:Ο-ι %，去尚子水:81-95% ο
[0012]所述的含羧基或胺基的功能性單體為二己基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸鈉、二丁基丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、二甲基氨基丙胺、2-丙烯酰氨基十二烷基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉和烯丙氧基羥丙基磺酸鈉中的一種或任意兩種組成的混合物，以及其衍生物;所述的生物可降解天然高分子為絲素蛋白、明膠、瓜兒膠、蠶絲、蛛絲蛋白、纖維素、葡萄糖、魔芋葡甘聚糖、聚羥基乙酸、海藻酸鈉、聚乳酸、聚乙醇酸、聚幾內(nèi)酯、聚膦腈、聚乙烯醇、聚谷氨酸、聚原酸酯、聚碳酸酯、環(huán)糊精、聚酸酐、聚蘋果酸、聚氨基酸中的一種或任意兩種組成的混合物或改性產(chǎn)物;所述的無機(jī)納米粉體為高嶺土、硅酸鎂鋰、膨潤土、滑石粉、云母、鋰皂石、碳納米管、石墨烯中的一種或任意兩種組成的混合物或改性產(chǎn)物;所述的無機(jī)抗菌劑為氫氧化鋅、氧化銀、硝酸銀、氯化鋅、硅酸銅、二氧化鈦、碳酸鋰、磷酸二氫銨中的一種或任意兩種組成的混合物;所述的含鈣離子鹽為氯化鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、硝酸鈣、磷酸氫鈣、硫酸氫鈣中的一種或任意兩種組成的混合物。
[0013]本發(fā)明的一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的制備方法，包括如下步驟:
[0014]I)無機(jī)納米粉體和無機(jī)抗菌劑分散液的配制:分別稱取無機(jī)納米粉體和無機(jī)抗菌劑，在25 °C下，加入到去離子水溶液中，機(jī)械攪拌分散10-60min，直至形成均一的無機(jī)納米粉體和無機(jī)抗菌劑分散液，然后將兩種分散液混合在一起，繼續(xù)攪拌30min ；
[0015]2)含羧基或胺基的功能性單體和生物可降解天然高分子的溶解:分別稱取含羧基或胺基的功能性單體和生物可降解天然高分子，在20-30°C下，依次加入到去離子水中，攪拌分散20_80min，直至形成均一穩(wěn)定的混合溶液；
[0016]3)凝膠保鮮膜預(yù)聚液的配制:將步驟2)配制的含羧基或胺基的功能性單體/生物可降解天然高分子混合溶液倒入步驟I)中的無機(jī)粉體和無機(jī)抗菌劑的混合溶液中，攪拌20-60min，冰水浴下加入氧化還原劑，均勾攪拌5_15min，即得到凝膠保鮮膜預(yù)聚液；
[0017]4)抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜的成型:將凝膠保鮮膜預(yù)聚液采用多種成型方式置入半密封的模具中，反應(yīng)20-60min，然后浸泡在含鈣離子鹽的溶液中5-30min后，即可得到抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜；
[0018]5)凝膠保鮮膜的包裝:采用自動(dòng)化機(jī)器，將步驟4)制得的抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜進(jìn)行無菌真空熱封包裝。
[0019]所述的步驟I)和步驟2)中的攪拌分散為超聲分散、攪拌器攪拌分散、人工攪拌分散或磁轉(zhuǎn)子攪拌分散中的任意一種。
[0020]所述的步驟3)中的氧化劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽中的任意一種，還原劑為四甲基乙二胺、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、二價(jià)鐵鹽、多元胺中的任意一種。
[0021]所述的步驟4)中的模具為玻璃、塑料或金屬模具，其長度和寬度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，厚度由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，范圍為lym-5mm，形狀為波浪形、五邊形、喇叭形、扇形、橢圓形、圓形、方形、星型、樹枝型、中空型中的任意一種，且依所保鮮樣品的形狀加工。
[0022]所述的步驟4)中的成型方式為涂膜或自流延成膜或浸入成膜后采用太陽光照、烘箱加熱、超聲波加熱或輻射聚合。
[0023]所述的步驟5)中的自動(dòng)化機(jī)器為剪裁機(jī)和塑封機(jī)。
[0024]所述的凝膠保鮮膜的透氣性、保水性、抗菌性和降解性根據(jù)投料比、交聯(lián)度、反應(yīng)溫度和成膜后保鮮食品的含水量進(jìn)行自主調(diào)節(jié)，用于食品果蔬運(yùn)輸、儲(chǔ)存、配送、裝卸、保管和食用期間的保鮮。
[0025]本凝膠保鮮膜具有良好的抗菌作用，保鮮膜呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，機(jī)械強(qiáng)度大，通透性好，保鮮效果好;工藝流程簡單，可大量制備，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，市場前景廣闊，適合在食品保鮮技術(shù)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
[0026]相比于普通保鮮膜，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):
[0027]1.制備方法操作簡便、經(jīng)濟(jì)合理、所用原料天然無毒、保鮮時(shí)間長，通透性好，可有效減緩食品腐爛速度。
[0028]2.本凝膠保鮮膜在使用過程中可釋放出金屬離子，造成微生物共有成分破壞或產(chǎn)生功能障礙，破壞微生物電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和物質(zhì)傳輸系統(tǒng)，從而具有高效抗菌性會(huì)K。
[0029]3.本發(fā)明的凝膠保鮮膜采用的無機(jī)粉體具有增強(qiáng)和交聯(lián)作用，采用的含鈣離子鹽可和含羧基的功能性單體或生物可降解天然高分子進(jìn)行螯合，從而使其具有很強(qiáng)的韌性或延展性。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神和主要特征的具體形式來概述。因此，下述具體實(shí)施方案僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，其他的任何未違背本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0031]實(shí)施例1
[0032]I)膨潤土和氧化鋅分散液的配制:分別稱取0.2kg膨潤土和1g氧化鋅，在25 °C下，加入到20L去離子水溶液中，機(jī)械攪拌分散30min，直至形成均一的膨潤土和氧化鋅分散液，然后將兩種分散液混合在一起，繼續(xù)攪拌30min ；
[0033]2)丙烯酸鈉和淀粉的溶解:分別稱取0.2kg丙烯酸鈉和0.1kg淀粉，在25°C下，依次加入到去離子水中，磁力攪拌分散30min，直至形成均一穩(wěn)定的混合溶液；
[0034]3)凝膠保鮮膜預(yù)聚液的配制:將步驟2)配制的含丙烯酸鈉和淀粉混合溶液倒入步驟I)中的膨潤土和氧化鋅的混合溶液中，攪拌30min，冰水浴下加入1g過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，均勻攪拌I Omin，即得到凝膠保鮮膜預(yù)聚液；
[0035]4)抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜的成型:將凝膠保鮮膜預(yù)聚液涂膜至半密封的圓形玻璃模具中，太陽光照下反應(yīng)30min，然后浸泡在1g氯化鈣的溶液中1min后，即可得到抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜；
[0036]5)凝膠保鮮膜的包裝:采用剪裁機(jī)和塑封機(jī)，將步驟4)制得的抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜進(jìn)行無菌真空熱封包裝。
[0037]實(shí)施例2
[0038]I)滑石粉和氧化銀分散液的配制:分別稱取0.18kg滑石粉和12g氫氧化鋅，在25°C下，加入到18L去離子水溶液中，機(jī)械攪拌分散25min，直至形成均一的滑石粉和氫氧化鋅分散液，然后將兩種分散液混合在一起，繼續(xù)攪拌30min ；
[0039]2)N_羥甲基丙烯酰胺和聚乳酸的溶解:分別稱取0.18kg N-羥甲基丙烯酰胺和
0.1kg聚乳酸，在25°C下，依次加入到去離子水中，攪拌器攪拌分散25min，直至形成均一穩(wěn)定的混合溶液；
[0040]3)凝膠保鮮膜預(yù)聚液的配制:將步驟2)配制的含N-羥甲基丙烯酰胺和聚乳酸混合溶液倒入步驟I)中的滑石粉和氫氧化鋅的混合溶液中，攪拌25min，冰水浴下加入12g過硫酸銨和四甲基乙二胺，均勻攪拌lOmin，即得到凝膠保鮮膜預(yù)聚液；
[0041]4)抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜的成型:將凝膠保鮮膜預(yù)聚液自流延成膜至半密封的方形塑料模具中，烘箱加熱下反應(yīng)25min，然后浸泡在1g硫酸鈣的溶液中15min后，即可得到抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜；
[0042]5)凝膠保鮮膜的包裝:采用剪裁機(jī)和塑封機(jī)，將步驟4)制得的抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜進(jìn)行無菌真空熱封包裝。
[0043]實(shí)施例3
[0044]I)氧化石墨烯和硅酸銅分散液的配制:分別稱取0.25kg氧化石墨烯和Sg硅酸銅，在25°C下，加入到22L去離子水溶液中，機(jī)械攪拌分散40min，直至形成均一的氧化石墨烯和娃酸銅分散液，然后將兩種分散液混合在一起，繼續(xù)攪拌30min ；
[0045]2)甲基丙烯酸二甲胺乙酯和聚乙烯醇的溶解:分別稱取0.22kg甲基丙烯酸二甲胺乙酯和0.1kg聚乙烯醇，在30°C下，依次加入到去離子水中，人工攪拌分散40min，直至形成均一穩(wěn)定的混合溶液；
[0046]3)凝膠保鮮膜預(yù)聚液的配制:將步驟2)配制的含甲基丙烯酸二甲胺乙酯和聚乙烯醇混合溶液倒入步驟I)中的氧化石墨烯和硅酸銅的混合溶液中，攪拌40min，冰水浴下加入15g過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，均勻攪拌15min，即得到凝膠保鮮膜預(yù)聚液；
[0047]4)抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜的成型:將凝膠保鮮膜預(yù)聚液涂膜至半密封的波浪形金屬模具中，太陽光照下反應(yīng)40min，然后浸泡在5g硫酸I丐和5g磷酸I丐的溶液中30min后，即可得到抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜；
[0048]5)凝膠保鮮膜的包裝:采用剪裁機(jī)和塑封機(jī)，將步驟4)制得的抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜進(jìn)行無菌真空熱封包裝。
[0049]實(shí)施例4
[0050]I)鋰皂石和硝酸銀分散液的配制:分別稱取0.25kg鋰皂石和15g硝酸銀，在25°C下，加入到30L去離子水溶液中，機(jī)械攪拌分散60min，直至形成均一的鋰皂石和硝酸銀分散液，然后將兩種分散液混合在一起，繼續(xù)攪拌30min ；
[0051]2)丙烯酸羥乙酯和聚谷氨酸的溶解:分別稱取0.22kg丙烯酸羥乙酯和0.18kg聚谷氨酸，在25°C下，依次加入到去離子水中，攪拌器攪拌分散60min，直至形成均一穩(wěn)定的混合溶液；
[0052]3)凝膠保鮮膜預(yù)聚液的配制:將步驟2)配制的丙烯酸羥乙酯和聚谷氨酸混合溶液倒入步驟I)中的鋰皂石和硝酸銀的混合溶液中，攪拌60min，冰水浴下加入20g過硫酸銨和硫代硫酸鈉，均勻攪拌15min，即得到凝膠保鮮膜預(yù)聚液；
[0053]4)抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜的成型:將凝膠保鮮膜預(yù)聚液自流延成膜至半密封的五邊形金屬模具中，Co?輻射反應(yīng)60min，然后浸泡在12g硫酸氫鈣的溶液中30min后，即可得到抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜；
[0054]5)凝膠保鮮膜的包裝:采用剪裁機(jī)和塑封機(jī)，將步驟4)制得的抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜進(jìn)行無菌真空熱封包裝。
[0055]實(shí)施例5
[0056]I)娃酸鎂鋰和二氧化鈦分散液的配制:分別稱取0.21kg娃酸鎂鋰和I Ig 二氧化鈦，在25°C下，加入到22L去離子水溶液中，機(jī)械攪拌分散50min，直至形成均一的硅酸鎂鋰和二氧化鈦分散液，然后將兩種分散液混合在一起，繼續(xù)攪拌30min ；
[0057]2)烯丙氧基羥丙基磺酸鈉和魔芋葡甘聚糖的溶解:分別稱取0.19kg烯丙氧基羥丙基磺酸鈉和0.21kg魔芋葡甘聚糖，在25°C下，依次加入到去離子水中，磁力攪拌分散70min，直至形成均一穩(wěn)定的混合溶液；
[0058]3)凝膠保鮮膜預(yù)聚液的配制:將步驟2)配制的含烯丙氧基羥丙基磺酸鈉和魔芋葡甘聚糖混合溶液倒入步驟I)中的硅酸鎂鋰和二氧化鈦的混合溶液中，攪拌50min，冰水浴下加入15g過硫酸鉀和四甲基乙二胺，均勻攪拌12min，即得到凝膠保鮮膜預(yù)聚液；
[0059]4)抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜的成型:將凝膠保鮮膜預(yù)聚液涂膜至半密封的扇形玻璃模具中，烘箱加熱下反應(yīng)50min，然后浸泡在9g磷酸氫鈣的溶液中20min后，即可得到抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜；
[0060]5)凝膠保鮮膜的包裝:采用剪裁機(jī)和塑封機(jī)，將步驟4)制得的抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜進(jìn)行無菌真空熱封包裝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜由含羧基或胺基的功能性單體、無機(jī)納米粉體、生物可降解天然高分子、含鈣離子鹽、無機(jī)抗菌劑和氧化還原劑在水溶液中聚合而成，所述的凝膠膜質(zhì)量百分比為:含羧基或胺基的功能性單體:5-10%，無機(jī)納米粉體:0-1%，生物可降解天然高分子:0-5 %，含鈣離子鹽:0-1 %，無機(jī)抗菌劑:0-1 %，氧化還原劑:0-1%，去離子水:81-95%;所述的含羧基或胺基的功能性單體為二己基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸鈉、二丁基丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、二甲基氨基丙胺、2-丙烯酰氨基十二烷基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉和烯丙氧基羥丙基磺酸鈉中的一種或任意兩種組成的混合物，以及其衍生物;所述的生物可降解天然高分子為絲素蛋白、明膠、瓜兒膠、蠶絲、蛛絲蛋白、纖維素、葡萄糖、魔芋葡甘聚糖、聚羥基乙酸、海藻酸鈉、聚乳酸、聚乙醇酸、聚幾內(nèi)酯、聚膦腈、聚乙烯醇、聚谷氨酸、聚原酸酯、聚碳酸酯、環(huán)糊精、聚酸酐、聚蘋果酸、聚氨基酸中的一種或任意兩種組成的混合物或改性產(chǎn)物;所述的無機(jī)納米粉體為高嶺土、硅酸鎂鋰、膨潤土、滑石粉、云母、鋰皂石、碳納米管、石墨烯中的一種或任意兩種組成的混合物或改性產(chǎn)物;所述的無機(jī)抗菌劑為氫氧化鋅、氧化銀、硝酸銀、氯化鋅、硅酸銅、二氧化鈦、碳酸鋰、磷酸二氫銨中的一種或任意兩種組成的混合物;所述的含鈣離子鹽為氯化鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、硝酸鈣、磷酸氫鈣、硫酸氫鈣中的一種或任意兩種組成的混合物。2.一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的制備方法，包括如下步驟: 1)無機(jī)納米粉體和無機(jī)抗菌劑分散液的配制:分別稱取無機(jī)納米粉體和無機(jī)抗菌劑，在25°C下，加入到去離子水溶液中，機(jī)械攪拌分散10-60min，直至形成均一的無機(jī)納米粉體和無機(jī)抗菌劑分散液，然后將兩種分散液混合在一起，繼續(xù)攪拌30min ； 2)含羧基或胺基的功能性單體和生物可降解天然高分子的溶解:分別稱取含羧基或胺基的功能性單體和生物可降解天然高分子，在20-30°C下，依次加入到去離子水中，攪拌分散20-80min，直至形成均一穩(wěn)定的混合溶液； 3)凝膠保鮮膜預(yù)聚液的配制:將步驟2)配制的含羧基或胺基的功能性單體/生物可降解天然高分子混合溶液倒入步驟I)中的無機(jī)粉體和無機(jī)抗菌劑的混合溶液中，攪拌20-60min，冰水浴下加入氧化還原劑，均勻攪拌5-15min，即得到凝膠保鮮膜預(yù)聚液； 4)抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜的成型:將凝膠保鮮膜預(yù)聚液采用多種成型方式置入半密封的模具中，反應(yīng)20-60min，然后浸泡在含鈣離子鹽的溶液中5-30min后，即可得到抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜； 5)凝膠保鮮膜的包裝:采用自動(dòng)化機(jī)器，將步驟4)制得的抗菌保濕可降解凝膠保鮮膜進(jìn)行無菌真空熱封包裝。3.根據(jù)權(quán)利要求2，所述的一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的制備方法，其特征在于:所述的步驟I)和步驟2)中的攪拌分散為超聲分散、攪拌器攪拌分散、人工攪拌分散或磁轉(zhuǎn)子攪拌分散中的任意一種。4.根據(jù)權(quán)利要求2，所述的一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的制備方法，其特征在于:所述的步驟3)中的氧化劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽中的任意一種，還原劑為四甲基乙二胺、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、二價(jià)鐵鹽、多元胺中的任意一種。5.根據(jù)權(quán)利要求2，所述的一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的制備方法，其特征在于:所述的抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的透氣性、保水性、抗菌性和降解性根據(jù)投料比、交聯(lián)度、反應(yīng)溫度和成膜后保鮮食品的含水量進(jìn)行自主調(diào)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求2，所述的一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的制備方法，其特征在于:所述的步驟4)中的模具為玻璃、塑料或金屬模具，其長度和寬度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，厚度由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，范圍為lym-5mm，形狀為波浪形、五邊形、喇叭形、扇形、橢圓形、圓形、方形、星型、樹枝型、中空型中的任意一種，且依所保鮮樣品的形狀加工。7.根據(jù)權(quán)利要求2，所述的一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的制備方法，其特征在于:所述的步驟4)中的成型方式為涂膜或自流延成膜或浸入成膜后采用太陽光照、烘箱加熱、超聲波加熱或輻射聚合。8.根據(jù)權(quán)利要求2，所述的一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的制備方法，其特征在于:所述的步驟5)中的自動(dòng)化機(jī)器為剪裁機(jī)和塑封機(jī)。9.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的一種抗菌保濕可降解多孔凝膠保鮮膜的應(yīng)用，其特征在于:所述的凝膠用于食品果蔬運(yùn)輸、儲(chǔ)存、配送、裝卸、保管和食用期間的保鮮。
【文檔編號(hào)】C08F220/28GK105968405SQ201610382586
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】張青松, 高文軍, 興麗娟, 劉亞龍, 楊超超, 劉鵬飛, 陳莉
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)